接近传感器介绍1

《接近传感器介绍1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《接近传感器介绍1（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1第一章 凝胶思考题 1.什么是凝胶？有何特征（两个不同）？ 外界条件(如温度、外力、电解质或化学反应)的变化使体系由溶液或溶胶转变为一种特殊的半固体状态，即凝胶。 （又称冻胶）其一，凝胶与溶胶(或溶液)有很大的不同。溶胶或溶液中的胶体质点或大分子是独立的运动单位，可以 自由行动，因而溶胶具有良好的流动性。凝胶则不然，分散相质点互相连接，在整个体系内形成结构，液体包在其中， 随着凝胶的形成，体系不仅失去流动性，而且显示出固体的力学性质， 如具有一定的弹性、 强度、 屈服值等。 其二，凝胶和真正的固体又不完全一样，它由固液两相组成，属于胶体分散体系，共结构强度往往有限， 易于遭受 变化。改变条件

2、，如改变温度、介质成分或外加作用力等，往往能使结构破坏，发生不可逆变形，结果产生流动。由 此可见，凝胶是分散体系的一种特殊形式，共性质介于固体和液体之间。 2.举例说明什么是弹性和非弹性凝胶？ 由柔性的线性大分子物质，如洋菜吸附水蒸气先为单分子层吸附，然后转变为多分子层吸附，硫化橡胶在苯蒸气 中的吸附则是从一开始即为多分子层吸附。这类凝胶的干胶在水中加热溶解后，在冷却过程中便胶凝成凝胶。如明胶、 纤维素等，在水或水蒸气中都发生吸附。不同的吸附体系，其吸附等温线的形状不同，弹性凝胶的吸附与解析通常会 形成较窄的滞后圈。由刚性质点（如 SiO2、TiO2，V2O5、Fe2O3 等）溶胶所形成的凝胶

3、属于非弹性凝胶，亦称刚性凝胶。大多数的 无机凝胶， 因质点本身和骨架具有刚性，活动性很小，故凝胶吸收或释出液体时自身体积变化很小，属于非膨胀型。 通常此类凝胶具有多孔性结构，液体只要能润湿，均能被其吸收，即吸收作用无选择。这类凝胶脱水干燥后再置水中 加热一般不形成原来的凝胶，更不能形成产生此凝胶的溶胶，因此这类凝胶也称为不可逆凝胶。 3.试述凝胶形成的基本推荐？ 降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。析出的质点即不沉降，也不能自由行动， 而是构成骨架，在整个溶液中形成连续的网状结构。 4.凝胶形成的方法有哪几种？ 改变温度 转换溶剂 加电解质 进行化学反应 5.凝胶的结构分

4、为哪 4 种类型？ A 球形质点相互联结，由质点联成的链排成三维的网架 Ti02、Si02 等凝胶。 B 棒状或片状质点搭成网架，如 V205 凝胶、白土凝胶等。 C 线型大分子构成的凝胶，在骨架中一部分分子链有序排列，构成微晶区，如明胶凝胶、棉花纤维等。 D 线型大分子因化学交联而形成凝胶，如硫化橡胶以及含有微量：二乙烯苯的聚苯乙烯都属于此种情形。 6.溶胶凝胶转变时有哪些现象？ 转变温度（大分子溶液转变为凝胶时，无严格恒定的转变温度，它往往与冷却快慢有关，并且凝点(胶凝温度)常比 熔点(液化温度)低两者相差可达(10-20)度或更大些。 ） 热效应（ 大分子溶液形成凝胶时常常放热，这可视为

5、结晶作用的潜热） 光学效应（溶胶转变为凝胶时，Tyndall 效应(光散射)增强，这是由于质点增大、水化程度减弱的缘故） 流动性质（溶胶转变为凝胶后流动性质变化很大，溶胶失去流动性凝胶获得了弹性、屈服值等） 电导（溶胶胶凝后，体系的电导无明显变化） 凝胶表面的亲水性（溶胶中的质点表面若具有亲水性基团，则胶凝后其表面仍具有亲水性） 7.要制备很浓的明胶溶液而又不使胶凝，应加入什么物质比较好？为什么？（P147） 导电和扩散等，还可以是凝胶中的物质和外加溶液间的化学反应，也可以是两种溶液在凝胶中进行化学反应。 8.什么是凝胶的触变作用？简单叙述其机理？ 由于在外力作用下体系的粘度减小，流动性变大因

6、此这个现象习惯上也称为切稀。 机理：颗粒之间搭成架子，流动时架子被拆散。之所以存在触变性是因为被拆散的颗粒再搭成架子时需要时间 9.什么是负触变作用？绝大部分为什么体系？ 与触变作用相反的现象是负触变作用。此体系的基本持点是在外力(切力或切速)作用下体系的粘度升高，但静置 一段时间后粘度又恢复原状，出现顺时针方向的滞后团。显然，负触变现象正好与触变性相反是一种具有时间因素 的切稠现象。 具有负触变性的体系绝大部分为高分子溶液，例如 SiO2、钠蒙脱土等悬浮液中加入高分子溶液（如聚丙烯酰胺水解溶2液） ，在一定的条件下出现负触变作用。 10. 什么是离浆作用？为什么？ 离浆就是水凝胶在基本上不改

7、变外形的情况下，分离出其中所包含的一部分液体此液体是大分子稀溶液或稀的 溶胶。又称“脱水收缩” “出汗” 。 作用的原因：是由于溶胶在形成具有网状结构的凝胶后，粒子之间的距离还不是最小的，粒子之间仍继续互相作用，使粒子进步靠近和更完全地定向，从而使凝胶的骨架收缩于是一部分液体被从粒子间挤压出来，产生“出汗”离浆 现象。 11. 什么是凝胶的有限膨胀和无限膨胀？其膨胀速度符合什么动力学特征？ 凝胶的膨胀(溶胀)作用，是指凝胶在液体或蒸气中吸收这些液体或蒸气时使自身质量、体积增加的作用。膨胀 作用是弹性凝胶所特有的性质。 无限膨胀，即开始时凝胶吸收液体而体积增大，但最终完全溶解成溶液，又名溶胀作用

8、。 有限膨胀，凝胶吸收定量的液体后并不转变成溶胶，如明胶在冷水中、硫化橡胶在苯中。 凝胶的膨胀速度符合一级反应的动力学方程式式中，S 为膨胀度，即凝胶在膨胀时间为 t 时吸收的液体量；Smax 为吸收液体的最大量(平衡态下)；K 为膨胀速度 常数。 12. 试述凝胶膨胀的两个阶段。 第一阶段形成溶剂化层。即溶剂分子很快地钻入凝胶中，与凝胶大分子相互作用形成溶剂化层。这个阶段时 间很短，速度快，表现出的特征有：1)液体的蒸气压很低 (2)体积收缩 凝胶膨胀时，凝胶的体积增大，但就 整个体系说，其增量比吸收的液体体积为小。 (3)伴有放热效应 凝胶膨胀时放出的热叫膨胀热 (4)溶剂 熵值降低 由于

9、溶剂化层中液体分子排列有序，故体系的熵值降低。 第二阶段液体的渗透和吸收。在这个阶段中液体的吸收量是干胶质量的几倍、几十倍，同时也没有明显的 热效应和体积收缩现象。凝胶的体积也大大增加，凝胶干燥时，这部分的液体也容易释出 13. 物质在凝胶中扩散速率减慢的原因是什么？ 扩散物质的分子越大，在凝胶中的扩散速率越慢 14. 试述凝胶色谱（GPC）技术的基本原理？ 分子大小不同的混合物溶液通过用凝胶颗粒填充的色谱柱时，尺寸越小的分子进入网络的机会越多，在其间停留的 时间也越长。反之，尺寸较大的分子进入网络的机会较小，甚至不能进入网络之中，只能停留在凝胶颗粒之间的缝隙 中。 当以溶剂淋洗色谱柱时，被吸

10、附在色谱柱上的物质将按分子的尺寸，从大到小的顺序依次被淋洗下来，从而达到分离 的目的。这正是凝胶色谱(GPC)技术的基本原理。 15. 试用 Ostwald 的过程和理论解释 Liesegang 环现象。 当高浓度的 AgN03 溶液由中心向四周扩散时，遇到 K2Cr207 发生化学反应并生成橙红色的 Ag2Cr207 沉淀环。 第一环沉淀形成后，环外地带的 K2Cr2O7 浓度变得很低，成为空白区。在此区域内难以满足形成 Ag2Cr207 沉淀的过 饱和条件，所以无沉淀生成。AgN03 溶液越过空白区后，重又与 K2Cr2O7 反应并形成第二个沉淀环，依此类推，但 各环的间距逐渐变大，沉淀环

11、也逐渐变宽和变得模糊。 16. 形成 Liesegang 环的必要条件是什么？ 物质在扩散过程中无对流和扰动是形成 Liesegang 环的必要条件 17. 高吸水性材料 高吸水性材料不仅应含有相当多的亲水基因，而且本身还要不溶于水 18. 试述高吸水性凝胶的结构、组成和吸水性能的关系。 高吸水性材料不仅应含有相当多的亲水基因，而且本身还要不溶于水。超强吸水剂为弹性凝胶，吸水后形成水凝 胶：凝胶的种类不同，结构不同，其吸水能也大有不同离子性聚合物的亲水性比非离子性聚合物强。吸水能力强，在 离子性聚合物中，离子化程度越高，吸水能力越强。超强吸水剂有很强的吸水能力，但从使用角度考虑，它应不溶解 于

12、水。聚丙烯酸类吸水剂有很强的吸水能力，但易水溶，为解决此问题，合成时应加入适量交联剂甲醛(或环氧氯丙烷3等)。在制备超强吸水剂时，同种类型凝胶的一般规律是：交联度增加，吸水能力降低；但交联度太低，又可使凝胶吸 水时成为无限膨胀。 19. 什么是高吸油性树脂？其吸油能力主要起源于什么作用力？ 吸油材料是一种用于处理废油的功能性材料。它主要用于原油泄漏、工厂机器渗漏油和食品废油的处理等。 20. 高吸油树脂的吸油机理是什么？ 机理 吸油树脂通常都是由亲油单体构成的，具有适当交联度的三维网状结构的聚合物，因而树脂内部均有一定 的微孔。当树脂与油品接触时，开始油分子向微孔中扩散，当进入一定量的油分子后

13、，高分子链段发生溶剂化(van der Waals 力)，当油分子进入足够多时，则高分子链段伸展并发生溶胀。 溶胀过程中交联点之间分子链的伸展又会降低其构象熵值，G=H-TS, G 增加，这必然引起分子网的弹性收缩 力，力图使分子网收缩，最后这两种相反的倾向达到平衡，并表现出一定的吸油率。 21. 水凝胶中的水、按作用力的强弱可分为哪 4 种状态？ 靠氢键与吸水剂相互作用的水亲水基团周围的极化水层网络微孔中的水颗粒间隙和大孔中的水 第二章第二章 表面活性剂性质与应用表面活性剂性质与应用 1 1表面活性剂的化学结构及特点是什么？表面活性剂的化学结构及特点是什么？（P21） 表面活性剂的化学结构:

14、由性质不同的两部分组成，一部分是疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，另一部分为亲 水疏油的极性基，这两部分分别处于表面活性剂的两端，为不对称的分子结构。 特点：是一种既亲油又亲水的两亲分子，不仅能防止油水相排斥，而且具有把两相结合起来的功能。 2 2表面活性剂有哪些类型举例说明。表面活性剂有哪些类型举例说明。 按溶解性分类 ：有水溶性和油溶性两大类;按照其是否离解分类：离子型和非离子型两大类;根据其活性部分的离 子类型又分为：阴离子、阳离子和两性离子三大类。 3 3表面活性剂的水溶液的特点是什么？表面活性剂的水溶液的特点是什么？(1)浓度,表面张力。如：NaCl,Na2SO4,KOH,NaOH,

15、KNO3等无机酸、碱、盐溶液。 (2)浓度,表面张力。如：有机酸、醇、醛、酮、醚、酯等极性物质溶液。 (3)随浓度增大，开始表面张力急剧下降，但到一定程度便不再下降。如：肥皂、长链烷基苯磺酸钠等溶液。这些物 质称为表面活性剂。 4 4何谓表面活性？何谓表面活性？ 表面活性剂是这样一种物质，它活跃于表面和界面上，具有极高的降低表、界面张力的能力和效率；在一定浓度以 上的溶液中能形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能（表面活性是一种动力学现象，表面或界面的最终状态 表示了两种趋势之间的动态平衡，即朝向表面吸附的趋势和由于分子热运动而朝向完全混合的趋势之间的平衡） 5 5简述简述 TraubeT

16、raube 规则的内容。规则的内容。 特劳贝规则：即每增加一个-CH2-基团时，其 /C 约为原来的三倍。 6 6试述阳离子试述阳离子 SAASAA 的主要用途。的主要用途。 广泛应用于非纺织物的防水剂、优柔剂、抗静电剂、染料的固色剂、医用消毒剂、金属防腐剂，矿石浮选剂、头 发调理剂、沥青乳化剂等。 7 7两性离子两性离子 SAASAA 有什么特点。有什么特点。 最大特征在于它既能给出质子又能接受质子。 (1)对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性。 (2)有一定的杀菌性 和抑霉性。(3)有良好的乳化性和分散性。(4)与其他类型表面活性剂有良好的配伍性。会产生协同增效效应 (5)可以 吸附在带负电荷或正电荷的物质表面上，有一定的润湿性和发泡性。6)低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性。(7)极好 的耐硬水性，甚至在海水中也可以有效地使用。(8)良好的生物降解性。 8 8非离子非离子 SAASAA 的亲水基由什么构成，